2021年高考一轮复习专题16　电荷守恒定律　库仑定律学案

2021年高考一轮复习专题16　电荷守恒定律　库仑定律 考点梳理 一、电荷及电荷守恒定律 1．元电荷：最小的电荷量，其值为e＝1.60×10－19_C．其他带电体的电荷量皆为元电荷的整数倍． 2．电荷守恒定律 (1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变． (2)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电． (3)带电实质：物体带电的实质是得失电子． 思考：当两个完全相同的带电金属球相互接触时，它们的电荷量如何分配？ 答案　同种电荷的电荷量平均分配，异种电荷的先中和后平分． 二、点电荷及库仑定律 1．点电荷 (1)是一种理想化的物理模型； (2)当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷． 2．库仑定律 (1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上． (2)公式：F＝k，其中比例系数k叫做静电力常量，k＝9.0×109 N·m2/C2. (3)适用条件：①真空中；②点电荷． 方法提炼 1．三个自由点电荷仅在它们系统的静电力作用下处于平衡状态时，满足的规律是：两同夹异、两大夹小、近小远大(中间电荷靠近电荷量较小的端电荷)． 2．库仑力参与下的共点力平衡问题：分析方法与力学问题相同，只是多了一个库仑力而己，可以用正交分解法，也可以用矢量三角形法． [考点分析] 考点一　静电现象及电荷守恒定律 1．使物体带电的三种方法及其实质 摩擦起电、感应起电和接触带电是使物体带电的三种方法，它们的实质都是电荷的转移．而实现电荷转移的动力是同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引． 2．验电器与静电计的结构与原理 玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在一根导体棒的下端，棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出(如图甲所示)．如果把金属箔换成指针，并用金属做外壳，这样的验电器又叫静电计(如图乙所示)．注意金属外壳与导体棒之间是绝缘的． 不管是静电计的指针还是验电器的箔片，它们张开角度的原因都是同种电荷相互排斥的结果． 考点二　对库仑定律的理解和应用 库仑定律的适用条件是真空中的静止点电荷．点电荷是一种理想化的物理模型，当带电体间的距离远大于带电体的自身大小时，可以视其为点电荷而适用库仑定律，否则不能适用． [题型训练] 1.真空中两个完全相同的金属小球，分别带+3Q和-Q的电量，当它们相距r时，它们间的库仑力大小是F．若把它们接触后分开，再放回原位置，则它们间的库仑力大小为（   ） A. F/3                                         B. F                                         C. 3F                                         D. 9F 2.两根长度均为L的绝缘细线分别系住质量相等、电荷量均为+Q的小球a、b，并悬挂在O点。当两个小球静止时，它们处在同一高度上，且两细线与竖直方向间夹角均为 α=60°，如图所示，静电力常量为k，则每个小球的质量为（   ） A.                                 B.                                 C.                                 D.  3.下列叙述正确的是（   ） A. 元电荷就是电子                                                      B. 接触起电的本质是电子的转移 C. 物体所带的电荷量是大于元电荷的一系列连续值     D. 等量异种电荷的两导体接触后电荷会消失 4.A为带正电的小球，B为不带电的金属导体，把B放在A的附近，下列正确的是（   ） A. A，B之间存在排斥力                                          B. A，B之间存在吸引力 C. A，B之间没有相互作用                                      D. A，B之间可能吸引，也可能排斥 5.如图所示，在边长为L的正方形4个顶点上，分别固定4个电荷量大小均为q的点电荷A、B、C、D，其中A、D带正电，B、C带负电，则B受到其它三个电荷库仑力的合力大小是（   ） A. 0                             B.                              C.